煤层气含量的主控因素——以卡拉哈里盆地XX区块为例

煤层气含量是煤层气资源评价、开发部署和经济评价的重要指标,通过大量实验分析,对卡拉哈里盆地XX区块煤层气含量主控因素进行研究。结果表明,煤岩有机质显微组成中镜质组经历凝胶化作用、惰质组经历丝煤化作用,富含镜质组的煤岩具有较高生气量及较强吸附能力,富含惰质组煤岩的生气能力和吸附能力较差。煤阶控制煤层气生成、煤岩储层孔隙及割理发育,当镜质组反射率小于0.5%时,为生物气形成阶段,生气量小,煤岩原生孔隙发育,吸附能力差,煤层气含量低。当镜质组反射率为0.5%~4.0%时,煤岩有机质经历热降解和热裂解作用,生气量大;随着镜质组反射率的增大,煤岩微孔隙和割理增多、比表面积显著增加,含气量逐渐增大。当镜质组反射率大于4.0%时,煤岩微孔隙和割理减少、比表面积显著减小,煤层含气量减少。煤岩灰分含量与吸附能力呈负相关,煤岩灰分含量越少,吸附能力越强,煤层气含量越高。另外,煤层顶板岩性致密、渗透性差,煤层气含量相对较高;远离断层的煤层气保存条件相对较好,煤层气含量相对较高。     

澳大利亚东部S区块煤层气储层特征及有利区预测

开发技术较成熟、需求量大等为澳大利亚东部S区块的低煤阶煤层气开发提供了良好的条件,但是缺乏系统性的关于低煤阶煤层气储层特征的研究。利用研究区的低煤阶煤层气区块的钻井、测井以及煤岩取心分析等资料开展煤层发育、煤质特征、储层物性、含气性以及保存条件等储层特征的研究。在此基础上,利用多层次模糊评价方法预测S区块的开发有利区。结果表明：澳大利亚东部S区块发育有6套中-高灰分长焰煤,累计厚度25 m,宏观上煤质以半亮煤-亮煤为主,显微组分中镜质组含量最高;孔隙结构以中孔和大孔为主,割理和裂缝较发育,渗透率为399.85 mD;含气质量体积平均为3.65 m³/t;良好的水文地质条件以及温度压力系统也在一定程度上保证了煤层气的富集。开发有利区分布主要受到含气量、累计厚度以及渗透率等因素控制。综合认为：澳大利亚东部S区块低煤阶煤层气资源具有较好的开发潜力。     

煤层形成背景与煤层气储层特征

煤层气是气体以吸附为主的连续型油气聚集,是一种自生自储的非常规天然气。煤层的构造、沉积、显微组分和煤级是煤层气形成的基础。含煤盆地内向斜和斜坡中的低幅构造、背斜、断层或褶皱发育且渗透率高的地区是煤层气的高产富集区。冲积扇、辫状河、河口湾和潟湖等沉积环境均可发育煤,成煤环境控制了煤的类型、煤质、煤层连续性、煤层厚度及煤层顶、底板岩性。镜质组含量是影响煤层含气量和煤层物性的重要因素。煤级是泥炭遭受成岩和变质作用的反映,与煤层含气量、渗透率、孔隙度及煤岩力学性能密切相关。煤层厚度、孔隙度、渗透率、压力、含气量、含气饱和度及煤的工业分析作为煤层气勘探开发的主要储层参数,不但是优选煤层气甜点的重要指标,而且决定了一个煤层气田或项目的开采方式和产气量。     

华北地区石炭二叠系煤岩与煤层气储层物性分析

本文以丰富的地质资料对华北地区石炭三叠系煤岩的割理、吸附、孔隙溶积、含气性、灰分产率进行了较为系统的研究,建立了煤岩与煤层气储层物性的关系。提出了镜质组含量高的煤岩类型有较好的煤层气储集物性条件。华北地区石炭二叠系太原组、山西组煤层在北部和南部煤岩类型相对较差,中部最好,为煤层气储集条件有利区。      

鄂尔多斯盆地乌审旗地区煤层气富集主控因素及其勘探方向

乌审旗地区是鄂尔多斯盆地的重要含煤区,也是近几年低煤阶煤层气勘探的热点地区。但该区前期煤层气钻探总体效果并不理想,迫切需要认清该区煤层气富集规律,以便有效开展煤层气勘探及开发利用。为此,对该区煤层分布特征、聚煤期沉积环境、煤岩特征及储层物性、煤层含气性等地质条件进行了分析,发现该区煤岩演化程度低,以低煤阶长焰煤为主,煤层厚5~30 m,大部分地区煤层埋深小于1 000 m且分布稳定,具有一定的煤层气勘探潜力。但煤层气钻井揭示该区煤层含气性变化大,煤层含气量介于0.19～6.7 m³/t,部分地区煤层气组成中CH₄含量小于25%,说明煤层早期成岩时生成吸附的甲烷已被破坏逸散。进一步分析影响该区煤层气富集的主控因素后认为：在煤层直接盖层为砂岩、保存条件差的地区,煤层含气性差,反之,则含气性好,如果有后期生物气的补充,则可以富集成藏。最后指出：该区北部的乌审召区块和南部的纳林河区块,煤层气保存条件好、含气量高、勘探潜力大,可作为下一步煤层气勘探的有利目标区。     

准噶尔盆地东部煤层气地质特征及有利区优选

对准噶尔盆地东部基础资料进行分析,研究了中—下侏罗统西山窑组和八道湾组煤层分布特征、煤岩煤质、储层物性及等温吸附特性、含气性,煤层气成因类型及成藏条件等,预测了准噶尔盆地东部煤层气勘探潜力。结果表明,准噶尔盆地东部侏罗系煤层分布广泛、厚度大,煤岩煤质较好(灰分、水分含量低,相对富含镜质组),煤储层物性较好、吸附性能为中等—差,煤层气资源丰富、成藏条件较好,勘探潜力巨大。根据建立煤层气资源丰度、煤层厚度、气含量、吸附饱和度、煤层原始渗透率、构造发育程度及水文地质条件参数建立选区评价标准,对工区煤层气有利区进行筛选,优选了准东乌鲁木齐—大黄山、沙帐、白家海地区为煤层气勘探的有利目标区域,合计面积达2630km2,合计资源量3000×108m3,具有较大的勘探潜力。     

韩城矿区煤储层特征及煤层气资源潜力

为了加强韩城矿区煤层气资源的系统评价工作,以覆盖全区的煤层气探井获取的原始资料为基础,对韩城矿区地质条件、煤储层特征、煤层含气性等方面进行了研究,并运用逐步回归分析的数学方法建立了煤层气资源量的计算模型,最终对煤层气资源量进行计算。研究结果表明:该区主要的含煤地层为二叠系山西组和太原组,主力煤层3号、5号和11号煤层分布稳定,镜质组含量较高,煤变质程度高,吸附煤层气的潜力较大;影响煤层含气量的主控因素为埋藏深度、构造条件、水文地质条件、镜质组反射率、灰分含量、显微组分及盖层条件;煤层含气量较高且含气饱和度高,但煤层渗透率相对较低,小于0.5m D,后期开发需要加强对煤储层的改造。煤层气资源量预测结果表明:该区煤层气总资源量为858.25×10~8m~3,资源丰度为0.93×10~8m~3/km~2,其中煤层埋深小于1200m的煤层气资源量为672.32×10~8m~3,资源丰度为1.08×10~8m~3/km~2。     

高阶煤层气储层非均质性及其定量评价——以沁水盆地南部郑庄区块为例

煤储层非均质性影响煤层气开采。以沁水盆地南部郑庄区块3#煤层为例,开展高阶煤层气储层非均质性研究。采用变异系数定量评价了煤储层物性参数（含气量、吸附时间、宏观和显微裂隙密度）和煤岩学参数（显微组分和最大镜质体反射率）在储层纵向上的非均质发育特征。结果表明：煤储层参数层内非均质程度由强至弱依次为吸附时间（平均变异系数0.5246）、矿物质含量（0.4665）、总显微裂隙密度（0.4381）、总宏观裂隙密度（0.3143）、惰质组含量（0.2473）、镜质组含量（0.1125）、含气量（0.0877）和最大镜质组反射率（0.0135）。其中,吸附时间、矿物质含量和裂隙密度层内非均质性较强,是需要重点评价的储层参数。研究成果为煤层气储层非均质性的精细刻画以及定量评价提供了新的思路。     

煤储层储集性能主控因素分析

煤层气主要以吸附状态存在于煤层中,而其吸附量取决于煤层的储集物性,因此研究煤层储集性能的主控因素对于煤层气的勘探和开发具有重要意义。将煤层孔隙分为基质孔隙和割理孔隙,并分析了煤层孔隙的构成特征。从煤的物质组成和演化程度方面分析了基质孔隙发育的影响因素,认为煤层基质孔隙度的影响因素主要包括显微组分、灰分含量、变质程度等;利用逐步回归分析方法研究了镜质组含量、壳质组含量、惰质组含量、灰分含量、镜质体反射率等5个参数对煤层储集性能的影响。研究认为镜质体反射率(变质程度)和惰质组含量是影响煤储层储集性能的主控因素。     

大宁地区煤层气成藏控气因素分析

大宁地区是鄂尔多斯盆地东部石炭-二叠含煤层系的主要分布区，煤层气资源量约为1.8×10¹²m³。通过研究该区上石炭统太原组和下二叠统山西组主力煤层厚度、埋深、煤岩煤质特征及演化程度、煤层吸附性、煤储层物性及含气性、煤层气保存条件和资源分布等因素，得出了以下结论：大宁地区煤层气成藏控气条件有利，具有煤层厚度大、分布面积广、煤储层孔裂隙发育、含气量高，煤层吸附饱和度高、顶底板封盖性能好、水动力条件优越等特点，是中煤阶煤层气勘探的有利目标区。     

柴达木盆地北缘鱼卡煤田侏罗系煤层气特征及含气性评价

柴达木盆地北缘蕴含丰富的煤炭资源及煤层气资源，鱼卡煤田便是一个富含煤层气的典型区域，含煤地层为中侏罗统石门沟组和大煤沟组。鱼卡凹陷地区受区域构造影响，含气量分布不均，其中石门沟组M5煤层和大煤沟组M7煤层煤层气资源前景较好。通过深度-含气性关系分析，发现二井田地区含气性梯度明显且深度-含气性关系的离散性较小，M7煤层含气性随埋深增加呈"先减小后增大"的趋势；而尕秀地区、羊水河和鱼卡东部地区M7煤层含气性随深度增加呈"先增大再减小"的趋势。鱼卡凹陷侏罗系M7煤层的含气性在不同构造单元差异较大，呈现明显的不均一性，整体来看，鱼卡凹陷西部煤层含气性显著高于东部，北部略优于南部，由南向北呈现先降低后升高的趋势；鱼卡煤田北部F2断层和F10断层所控制的区域，在一个小型背斜构造存在2个相对高含气量区，由南向北煤层含气量逐渐增高；而鱼卡煤田东部北山和二井田地区，其煤层含气量普遍较低。      

淮南复向斜区地质—地球物理场特征及煤、煤成气靶区分析

淮南复向斜南北两翼分别为舜耕山-八公山推覆构造和明龙山-上窑山推覆构造。依据区内岩石力学物性参数和重力、地震等地球物理场分析,地球物理场特征和构造格架是一致的。为此笔者建立该区综合地质-地球物理模型,在此基础上提出淮南复向斜区和周邻、特别是逆冲推覆构造带下是本区石炭、二叠系煤、煤成气的主要靶区。      

我国煤层气富集规律及资源潜力新认识

阐述了不同煤阶煤层气富集规律,总结了中高煤阶沉积控藏、水动力控气、断裂控制的特征,并指出是否具有充足的气源补给和良好的封盖条件是低煤阶富集的关键。在煤层气地质资源量计算上虽然仍利用体积法,但随着煤层气勘探开发工作的进一步开展,详实的资源评价参数大大增加了计算结果的准确性,同时丰富可采资源量的研究方法,进一步提高了其结果的可靠性。结合我国煤层气资源分类分布结果,总结了我国煤层气资源整体上“南北分区、东西分带”的特征,即由东向西从相对富气带转变为相对贫气带,由北向南从压力类型区渐变为应力类型区,处于中间地带的华北、鄂尔多斯等盆地容易形成富集高产区。     

川东地区上二叠统龙潭组页岩气勘探潜力

根据前人资料,并结合野外地质调查和钻井资料分析研究表明,川东地区上二叠统龙潭组富有机质泥页岩厚度均大于50 m,最厚可达140 m。岩性组合纵横向变化较大：北部云阳-通江一带以泥质岩为主夹灰岩,中部区广安一带为泥页岩夹煤层和灰岩,南部区为泥页岩夹砂岩及煤层。泥页岩有机质丰度一般大于2%;泥页岩干酪根碳同位素及有机岩石学研究表明,有机质类型主体以Ⅱ型为主,生烃潜力优越。泥页岩X-衍射、镜质体反射率分析揭示出石英等脆性矿物含量高,演化程度高,具较好的可压裂性。钻进过程中龙潭组泥页岩气测异常明显,反映了良好的含气性。页岩气资源预测表明具有良好的页岩气资源潜力和勘探前景。综合分析认为,北部万县-仪陇-通江-奉节一带以及南部宜宾-永川-綦江-赤水一带具有较好的页岩气勘探前景。     

沧县隆起中南段煤层气勘探前景浅析

运用国内外煤层气研究的新思路，按照煤层气地质选区评价标准，从该区含煤性、含气性和可采性三个层次展开研究。在含煤性研究中从大华北煤层对比开始，分析沧县隆起中南部煤层展布特点，并结合常规地震资料，研究地震相的变化规律，预测煤层分布；运用等温吸附曲线并结合测井资料特殊处理进行煤层含气量预测；在构造分析中，从该区基底结构研究入手，分析构造演化史对煤层气藏的形成和影响。最后计算了该区煤层气资源量，指出了煤层气勘探有利目标区。     

鄂尔多斯盆地多种能源矿产共存特征及其相关性

鄂尔多斯盆地蕴藏着丰富的石油、天然气、煤炭、煤层气、砂岩型铀矿等能源矿产,其分布具有南油北气、上油下气、煤层分布广、盆缘有含铀矿化及富集煤层气的特点。物质"来源"研究表明,石油主要源自中生界湖相源岩;天然气除了上古生界煤系源岩外,海相灰岩对成藏也有贡献;煤层气主要由聚煤中心煤化作用形成;铀源可能有中酸性花岗岩的贡献,也含有赋存层位的铀质来源。成矿年代及形成机理表明,它们之间存在着一定的内在成因联系,特别是侏罗系煤层不能形成大型油藏、煤系作为天然气的主力贡献、煤层气区对深盆气的形成补充以及天然气对铀矿化的还原作用等方面表现均较为显著。      

潍北盆地天然气分布规律

潍北盆地煤、油、天然气共生。根据天然气组分与碳同位素特征并结合烃源岩有机质类型及热演化阶段等资料,将天然气分为细菌气、细菌-成熟油型气、低熟煤型-油型气、成熟油型-煤型气、煤型气等6种成因类型。不同类型天然气在平面上的分布总体上呈东西向带状展布的格局是明显的,由北而南依次为高成熟煤型气、成熟油型-煤型气、低熟煤型-油型气和细菌气。各种类型天然气分布规律的揭示为该区天然气勘探开发提供了重要依据。      

准噶尔盆地南缘中低煤阶煤层气富集成藏规律

准噶尔盆地南缘（准南）中低煤阶煤层气资源丰富但勘探程度相对较低,气体富集和主控因素认识不足,制约了开发。基于对准南地区构造、沉积、水文、物性和含气量分布的精细解剖,总结了煤层气富集成藏规律。准南煤系主要发育在天山山前断褶带,EW向断层和背斜密集;煤系沉积以冲积扇和河流相为主,煤层层数多且与砂岩叠置发育;煤层倾角大（部分地区大于50°）,风氧化带深延（大于400~600 m）;构造切割作用明显,多个水文地质单元发育;煤岩孔径较大,孔隙连通性好。针对研究区“深部低煤阶、急倾厚煤层、多层砂煤组、构造断煤区”的特点,提出了符合东部阜康等地区“急倾斜煤层自吸附-水力封堵型”,中部构造密集区“断冲褶皱带多煤层压力封闭型”,和西部大埋深地区“构造-岩性圈闭煤系多源气混合型”富集成藏模式。在煤层气开发中应优选相对构造高点和缓倾斜,并考虑地表水与地下水的稳定过渡带。多层次模糊评价表明东部四工河-乌鲁木齐河区段的煤层气资源、储层和保存条件均相对有利,可优先开发。     

大宁――吉县煤区含煤岩系沉积环境分析及其对煤层气开发的意义

大宁-吉县地区的煤层气地质条件复杂，主要表现在3个方面：①山西纽煤层厚度变化大，有明显的尖灭变薄现象；②与煤层气藏保存直接有关的煤层顸、底板的岩性与厚度有明显变化，造成控制煤层气富集与高产的因素组合关系复杂、煤层气藏类型较多和煤层气藏边界复杂；③水文地质条件多样。通过对含煤岩系沉积特征和古生物标志分析指出，该区含煤岩系是在稳定的地台构造背景上发育的一套海湾潮坪-三角洲充填沉积，从不同沉积环境条件下形成的煤储层岩石物理的特征看，三角洲沉积环境条件下形成的煤储层渗透性比较好。     

焉耆盆地构造变形样式及其控油(气)作用

焉耆盆地是位于库鲁克塔格、南天山两个褶皱带之间的中、新生代叠合盆地。中生代原型盆地为库鲁克塔格山前的走滑前陆盆地,发育三叠－侏罗系含煤岩系,呈南厚北薄的楔形。新生代为天山山间的挤压断坳盆地,发育一套冲积－河流相的红色碎屑岩系,呈北厚南薄的楔形。盆地内主要发育近东西－北西西向和北北西向两组断裂构造带,前者平行于南北山系,具有压扭－冲断性质,后者为前者压扭性作用下的伴生产物。盆地的构造变形南强北弱,致使侏罗系含油气系统在南、北凹陷具有明显的差异性,成藏南早北晚,破坏南重北轻,油气分布南贫北富。北部凹陷内的北西向二级构造带是油气成藏的最有利区带,与断层相关的背斜圈闭油气充满度高。南部凹陷内变形强度较弱的北西向二级构造带是寻找燕山期原生油气藏的有利区带。南北凹陷之间的种马场叠瓦冲隆带油气藏保存条件较差。